PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用教程（三菱FX2N系列 第2版）

前言

第1章 PLC基礎(chǔ)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1
1.1 繼電接觸式控制系統(tǒng)1
1.1.1 繼電接觸式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1
1.1.2 繼電接觸式基本控制電路1
1.2 PLC概述5
1.2.1 PLC的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)及應(yīng)用5
1.2.2 PLC的分類及性能指標(biāo)7
1.2.3 PLC控制和繼電接觸式控制的
關(guān)系9
1.2.4 PLC控制和一般計算機(jī)控制的
區(qū)別10
1.2.5 常用PLC簡介11
1.3 PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理13
1.3.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)13
1.3.2 PLC的軟件及編程語言18
1.3.3 PLC的掃描工作原理20
1.3.4 PLC執(zhí)行程序的過程及特點(diǎn)21
1.4 一個簡單的FX2N系列PLC應(yīng)用
示例22
1.5 實驗：PLC簡單應(yīng)用示例演示25
1.6 思考與習(xí)題26
第2章 FX2N系列PLC（含升級產(chǎn)品）
硬件及編程資源27
2.1 FX2N系列PLC的硬件體系27
2.1.1 FX2N系列PLC的硬件特征27
2.1.2 FX2N系列PLC的硬件體系結(jié)構(gòu)28
2.1.3 FX2N系列PLC的產(chǎn)品型號29
2.2 FX2N系列PLC的硬件配置30
2.2.1 FX2N系列PLC的基本單元30
2.2.2 FX2N系列PLC的擴(kuò)展單元和
擴(kuò)展模塊34
2.2.3 FX2N系列PLC的特殊功能模塊35
2.2.4 定位控制模塊36
2.3 FX3U系列PLC的硬件配置38
2.3.1 FX3U系列PLC的硬件配置特征38
2.3.2 FX3U系列PLC的基本單元39
2.3.3 FX3U系列PLC的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)40
2.4 FX2N系列PLC的編程資源及
編址41
2.4.1 FX2N系列PLC的編程資源41
2.4.2 FX2N系列PLC的I/O編址及
擴(kuò)展45
2.5 FX2N系列PLC硬件的工程
接線47
2.5.1 電源接線及其負(fù)載能力47
2.5.2 輸入端器件外部接線49
2.5.3 輸出端外部接線及負(fù)載能力50
2.6 實驗：PLC端口接線（閃光燈）53
2.7 思考與習(xí)題54
第3章 FX2N系列PLC的基本指令及
應(yīng)用56
3.1 基本指令及其應(yīng)用56
3.1.1 基本指令格式56
3.1.2 邏輯取、線圈驅(qū)動指令
（LD/LDI、OUT）57
3.1.3 觸點(diǎn)串聯(lián)、并聯(lián)指令58
3.1.4 塊串聯(lián)、并聯(lián)指令59
3.1.5 堆棧指令（MPS、MRD、MPP）60
3.1.6 置位、復(fù)位指令（SET、RST）61
3.1.7 邊沿檢出觸點(diǎn)指令與邊沿檢測
（微分輸出）指令62
3.1.8 其他基本指令65
3.2 定時器及其應(yīng)用66
3.2.1 定時器及其類型66
3.2.2 定時器的應(yīng)用68
3.3 計數(shù)器及其應(yīng)用70
3.3.1 計數(shù)器及其類型70
3.3.2 計數(shù)器的應(yīng)用72
3.4 梯形圖編程規(guī)則72
3.5 編程軟件GX Developer與仿真
使用簡介74
3.5.1 程序輸入與變換74
3.5.2 仿真調(diào)試78
3.5.3 PLC與PC通信與程序下載81
3.6 實驗：基本指令應(yīng)用82
3.6.1 GX Developer編程軟件練習(xí)82
3.6.2 競賽搶答器控制系統(tǒng)83
3.6.3 交通燈控制86
3.7 思考與習(xí)題87
第4章 開關(guān)量及順序控制程序設(shè)計
方法90
4.1 開關(guān)量梯形圖程序設(shè)計方法90
4.1.1 基于繼電器電路結(jié)構(gòu)的梯形圖
程序設(shè)計及應(yīng)用90
4.1.2 梯形圖經(jīng)驗設(shè)計法94
4.1.3 梯形圖邏輯代數(shù)設(shè)計法95
4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)順序控制
指令編程96
4.2.1 PLC順序控制設(shè)計方法96
4.2.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本知識97
4.2.3 步進(jìn)指令98
4.2.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進(jìn)指令的編程
規(guī)則99
4.2.5 單流程的編程99
4.2.6 選擇性分支與匯合的編程102
4.2.7 并行分支與匯合的編程104
4.2.8 狀態(tài)編程應(yīng)用示例105
4.3 非狀態(tài)元件實現(xiàn)順序控制編程108
4.3.1 基于起保停電路的順序控制109
4.3.2 基于置位、復(fù)位指令的順序控制
程序設(shè)計110
4.3.3 基于移位寄存器的順序控制程序
設(shè)計111
4.4 實驗：順序控制指令及其應(yīng)用111
4.4.1 鉆孔動力頭順序控制111
4.4.2 機(jī)械手控制112
4.5 思考與習(xí)題114
第5章 FX2N系列PLC的應(yīng)用指令116
5.1 應(yīng)用指令概述116
5.1.1 應(yīng)用指令的表示方法116
5.1.2 變址操作數(shù)118
5.2 數(shù)據(jù)處理指令119
5.2.1 比較指令119
5.2.2 傳送與交換指令121
5.2.3 變換指令123
5.2.4 循環(huán)移位指令與移位指令125
5.2.5 其他數(shù)據(jù)處理指令130
5.3 四則運(yùn)算指令與邏輯運(yùn)算指令134
5.3.1 四則運(yùn)算指令134
5.3.2 邏輯運(yùn)算指令136
5.4 程序流程控制指令138
5.4.1 條件跳轉(zhuǎn)指令138
5.4.2 子程序調(diào)用和返回指令138
5.4.3 中斷指令139
5.4.4 監(jiān)控定時器指令、循環(huán)程序及主
程序結(jié)束指令143
5.5 高速處理指令144
5.5.1 輸入輸出相關(guān)的高速處理指令144
5.5.2 高速計數(shù)器指令145
5.5.3 脈沖密度指令與脈沖輸出指令146
5.6 方便指令148
5.6.1 與控制相關(guān)的方便指令148
5.6.2 示教定時器指令150
5.6.3 特殊定時器指令150
5.6.4 交替輸出指令150
5.6.5 數(shù)據(jù)排列指令151
5.7 其他應(yīng)用指令152
5.8 實驗：應(yīng)用指令編程153
5.8.1 多功能指示燈閃爍控制153
5.8.2 步進(jìn)電動機(jī)定位運(yùn)行控制154
5.9 思考與習(xí)題155
第6章 PLC模擬量采集及PID控制
系統(tǒng)157
6.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)157
6.1.1 模擬信號獲取及變換157
6.1.2 計算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)158
6.1.3 數(shù)字PID運(yùn)算及應(yīng)用159
6.2 FX2N系列PLC特殊功能模塊
擴(kuò)展編址及讀/寫操作164
6.3 FX2N系列PLC模擬量輸入
模塊及應(yīng)用165
6.3.1 A-D轉(zhuǎn)換模塊165
6.3.2 鉑電阻溫度傳感器模擬量輸入
模塊170
6.3.3 熱電偶溫度傳感器模擬量輸入
模塊172
6.4 FX2N系列PLC模擬量輸出
模塊及應(yīng)用174
6.4.1 模擬量輸出模塊FX2N-2DA174
6.4.2 模擬量輸出模塊FX2N-4DA177
6.5 PID指令及閉環(huán)控制179
6.5.1 FX2N系列PLC的PID指令179
6.5.2 FX2N系列PLC的PID控制系統(tǒng)181
6.6 實驗：模擬量I/O模塊及PID
編程184
6.6.1 模擬量輸入模塊編程184
6.6.2 溫度PID控制系統(tǒng)185
6.7 思考與習(xí)題188
第7章 PLC網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用189
7.1 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及PLC通信189
7.1.1 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議基礎(chǔ)189
7.1.2 PLC網(wǎng)絡(luò)通信方式190
7.1.3 PLC常用的通信接口標(biāo)準(zhǔn)191
7.1.4 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)195
7.2 FX2N系列PLC的通信配置及
應(yīng)用197
7.2.1 FX2N系列PLC的通信模塊197
7.2.2 FX2N系列PLC并聯(lián)連接及應(yīng)用198
7.2.3 FX2N系列PLC N:N網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用200
7.2.4 PC與PLC之間的通信204
7.3 實驗：兩臺PLC間的通信
控制206
7.4 思考與習(xí)題208
第8章 PLC控制系統(tǒng)及工程實例209
8.1 PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型209
8.1.1 單機(jī)控制系統(tǒng)209
8.1.2 集中控制系統(tǒng)209
8.1.3 遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)209
8.1.4 分布式控制系統(tǒng)210
8.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟210
8.3 PLC硬件配置選擇與外圍
電路211
8.3.1 PLC硬件配置選擇211
8.3.2 PLC外圍電路213
8.3.3 PLC處理速度要求214
8.4 PLC軟件設(shè)計214
8.4.1 PLC軟件設(shè)計的基本原則214
8.4.2 PLC軟件設(shè)計的內(nèi)容和步驟214
8.5 PLC控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計215
8.5.1 工作環(huán)境的可靠性215
8.5.2 完善的抗干擾設(shè)計216
8.5.3 PLC的安全保護(hù)216
8.6 PLC控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試217
8.6.1 PLC控制系統(tǒng)的安裝217
8.6.2 PLC控制系統(tǒng)調(diào)試217
8.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實例218
8.7.1 高塔供水控制系統(tǒng)218
8.7.2 步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)221
8.7.3 電梯控制系統(tǒng)224
8.7.4 模擬量雙閉環(huán)比值PID控制
系統(tǒng)224
8.8 實驗：PLC模擬量控制230
8.9 思考與習(xí)題231
附錄232
附錄A FX2N系列PLC的基本性能232
附錄B FX系列（FX2N）PLC應(yīng)用
指令簡表233
附錄C FX2N系列PLC特殊功能
元件237
參考文獻(xiàn)242